CN108933239B - 一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法 - Google Patents

一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108933239B
CN108933239B CN201810669542.6A CN201810669542A CN108933239B CN 108933239 B CN108933239 B CN 108933239B CN 201810669542 A CN201810669542 A CN 201810669542A CN 108933239 B CN108933239 B CN 108933239B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
lithium manganate
manganese
nickel cobalt
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810669542.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108933239A (zh
Inventor
方嘉城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201810669542.6A priority Critical patent/CN108933239B/zh
Publication of CN108933239A publication Critical patent/CN108933239A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108933239B publication Critical patent/CN108933239B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。配料，将醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰加入纯水中搅拌溶解并混合均匀，然后通过喷雾干燥；将颗粒加入纯水，然后加入聚乙二醇4000，搅拌分散均匀得到浆化料，然后将锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠对加到浆化料中，然后进行固液分离，经过洗涤后烘干筛分除铁后得到前躯体；煅烧，将前躯体与纳米氧化镁、锂盐混合，在斜混机内混合均匀，然后放入烧结炉内烧结，降温至温度为70℃以下出料得到煅烧料；将煅烧料粉碎后筛分、除铁和真空包装得到锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料。本发明实现锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的结构，也降低了烧结难度，同时也避免了高镍材料的高pH和吸水问题。

Description

一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，属于电池材料技术领域。
背景技术
磷酸铁锂是一种新型锂离子电池电极材料。其特点是放电容量大，价格低廉，无毒性，不造成环境污染。世界各国正竞相实现产业化生产。但是其存在能量密度差，不适应高续航里程的乘用轿车领域。
三元材料，即镍钴锰酸锂具有高能量密度，非常适用于新能源乘用轿车领域，但是随着锂盐价格的飞涨以及镍钴等金属盐价格的飞涨，单独使用三元材料会存在价格太高、且安全性略差的问题。
所以目前的常规处理方法为将锰酸锂与三元材料按照一定比例掺杂，但是掺杂存在需要额外增加掺杂工序，且存在混合不均匀的问题，且此混合，可能会降低最终产品的压实密度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，实现锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的结构，实现了混合的均匀程度，也降低了烧结难度，同时也避免了高镍材料的高pH和吸水问题，方便下游客户的使用。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其为以下步骤：
(1)配料，将醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰加入纯水中搅拌溶解并混合均匀，然后通过喷雾干燥，得到粒径为8-15微米的颗粒；
(2)将步骤(1)得到的颗粒加入纯水，然后加入聚乙二醇4000，搅拌分散均匀得到浆化料，然后配制锰溶液，将可溶性锰盐加入纯水溶解搅拌均匀，配制铝盐溶液，将铝盐溶液加入EDTA溶解搅拌均匀得到，配制0.5-1mol/L的氯酸钠溶液，配制5-6mol/L的氨水，然后将锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液并流加入到浆化料中，维持搅拌速度为300-450r/min,温度为55-65℃，pH为5.5-6.5，加料时间3-4小时，然后继续陈化反应1-1.5小时，进行固液分离，经过洗涤后烘干筛分除铁后得到前躯体；
(3)煅烧，将步骤(2)得到的前躯体与纳米氧化镁、锂盐混合，在斜混机内混合均匀，然后放入烧结炉内烧结，烧结分为三个阶段，升温段、保温段和降温段，升温段的升温速度为70-80℃/h，升温至温度为950-1050℃，保温段维持温度为950-1050℃，保温段停留时间为8-10小时，降温段降温速度为80-90℃/h，降温至温度为70℃以下出料得到煅烧料；
(4)将煅烧料再通过气流粉碎至粒径为12-15微米，经过筛分、除铁和真空包装得到锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料。
所述步骤(1)中醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰的摩尔比为0.5-1.5:7.5-8.5：0.5-1.5，镍钴锰混合溶液的浓度1.5-2mol/L，喷雾干燥时采用的温度为200-260℃。
所述步骤(2)中浆化料的聚乙二醇4000的浓度为0.01-0.02mol/L，浆化料的固含量为20-25％，锰溶液的浓度为1-1.5mol/L，铝盐溶液中铝离子的浓度为0.2-0.3mol/L，EDTA的浓度为0.05-0.1mol/L，锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液的体积流量比为1:0.15-0.3:0.4-0.5:0.3-0.5。
所述步骤(3)中纳米氧化镁的粒径为0.4-0.5μm，一次粒径为15-20nm,锂盐为氢氧化锂和磷酸锂的混合物，氢氧化锂和磷酸锂的摩尔比为1:0.05-0.1。
所述步骤(3)中斜混机内装有不锈钢磨球，不锈钢磨球的表面为聚氨酯，磨球的直径为2-3cm，斜混机内混合时间4小时，斜混机的转速为15-25r/min。
所述步骤(3)在煅烧过程通入压缩空气，烧结炉内的炉压1.1-1.2个大气压。
得到的锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料中镁含量为0.1-0.15％，磷含量为0.2-0.3％，铝含量为0.4-0.6％，锰酸锂与镍钴锰酸锂的摩尔比为0.2-0.25:0.75-0.8。
本发明通过喷雾干燥来得到镍钴锰三元前躯体，通过此方法来制备三元前躯体，方法简单，产品一致性高，且不引入阴离子杂质和阳离子杂质，镍钴锰的回收率高，产生的水蒸气经过滤芯过滤后，冷凝后可直接外排。
再以此三元前躯体为核心，通过液相沉淀，将锰盐氧化为二氧化锰，通过液相包覆从而包覆在三元前躯体上，再经过掺杂锂盐，在高温下煅烧，从而形成锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料。
在液相包覆时，配制了铝-EDTA混合溶液，由于EDTA的强鳌合作用，从而使得铝与锰形成共沉淀产物，避免了絮状氢氧化铝的产生，再通过与纳米氧化镁、以及磷酸根的改性，本材料的安全性更高，且成本低，也改善了循环性，特别适合应用于动力电池上。
本专利的醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰的摩尔比为0.5-1.5:7.5-8.5：0.5-1.5，即为高镍的三元材料，一般工艺，高镍的三元材料需要通入纯氧气取煅烧，使得镍离子完全被氧化，但是本工艺在锰酸锂合成过程中，会释放出氧气，此氧气会帮助镍离子的氧化，所以本工艺采用空气作为氧化剂，而非纯氧气，从而降低了成本，本工艺的结构，锰酸锂包覆在外面，从而避免了镍钴锰酸锂的高pH而引起的吸水等问题，在最终使用过程，也避免了下游厂家进行两种材料的混合。
本发明的有益效果是：
实现锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的结构，实现了混合的均匀程度，也降低了烧结难度，同时也避免了高镍材料的高pH和吸水问题，方便下游客户的使用，得到的产品安全性和循环性好。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明，本实施例的一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其为以下步骤：
(1)配料，将醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰加入纯水中搅拌溶解并混合均匀，然后通过喷雾干燥，得到粒径为8-15微米的颗粒；
(2)将步骤(1)得到的颗粒加入纯水，然后加入聚乙二醇4000，搅拌分散均匀得到浆化料，然后配制锰溶液，将可溶性锰盐加入纯水溶解搅拌均匀，配制铝盐溶液，将铝盐溶液加入EDTA溶解搅拌均匀得到，配制0.5-1mol/L的氯酸钠溶液，配制5-6mol/L的氨水，然后将锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液并流加入到浆化料中，维持搅拌速度为300-450r/min,温度为55-65℃，pH为5.5-6.5，加料时间3-4小时，然后继续陈化反应1-1.5小时，进行固液分离，经过洗涤后烘干筛分除铁后得到前躯体；
(3)煅烧，将步骤(2)得到的前躯体与纳米氧化镁、锂盐混合，在斜混机内混合均匀，然后放入烧结炉内烧结，烧结分为三个阶段，升温段、保温段和降温段，升温段的升温速度为70-80℃/h，升温至温度为950-1050℃，保温段维持温度为950-1050℃，保温段停留时间为8-10小时，降温段降温速度为80-90℃/h，降温至温度为70℃以下出料得到煅烧料；
(4)将煅烧料再通过气流粉碎至粒径为12-15微米，经过筛分、除铁和真空包装得到锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料。
所述步骤(1)中醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰的摩尔比为0.5-1.5:7.5-8.5：0.5-1.5，镍钴锰混合溶液的浓度1.5-2mol/L，喷雾干燥时采用的温度为200-260℃。
所述步骤(2)中浆化料的聚乙二醇4000的浓度为0.01-0.02mol/L，浆化料的固含量为20-25％，锰溶液的浓度为1-1.5mol/L，铝盐溶液中铝离子的浓度为0.2-0.3mol/L，EDTA的浓度为0.05-0.1mol/L，锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液的体积流量比为1:0.15-0.3:0.4-0.5:0.3-0.5。
所述步骤(3)中纳米氧化镁的粒径为0.4-0.5μm，一次粒径为15-20nm,锂盐为氢氧化锂和磷酸锂的混合物，氢氧化锂和磷酸锂的摩尔比为1:0.05-0.1。
所述步骤(3)中斜混机内装有不锈钢磨球，不锈钢磨球的表面为聚氨酯，磨球的直径为2-3cm，斜混机内混合时间4小时，斜混机的转速为15-25r/min。
所述步骤(3)在煅烧过程通入压缩空气，烧结炉内的炉压1.1-1.2个大气压。
得到的锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料中镁含量为0.1-0.15％，磷含量为0.2-0.3％，铝含量为0.4-0.6％，锰酸锂与镍钴锰酸锂的摩尔比为0.2-0.25:0.75-0.8。
实施例1
一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其为以下步骤：
(1)配料，将醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰加入纯水中搅拌溶解并混合均匀，然后通过喷雾干燥，得到粒径为12微米的颗粒；
(2)将步骤(1)得到的颗粒加入纯水，然后加入聚乙二醇4000，搅拌分散均匀得到浆化料，然后配制锰溶液，将可溶性锰盐加入纯水溶解搅拌均匀，配制铝盐溶液，将铝盐溶液加入EDTA溶解搅拌均匀得到，配制0.8mol/L的氯酸钠溶液，配制5.5mol/L的氨水，然后将锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液并流加入到浆化料中，维持搅拌速度为420r/min,温度为59℃，pH为5.9，加料时间3.5小时，然后继续陈化反应1.2小时，进行固液分离，经过洗涤后烘干筛分除铁后得到前躯体；
(3)煅烧，将步骤(2)得到的前躯体与纳米氧化镁、锂盐混合，在斜混机内混合均匀，然后放入烧结炉内烧结，烧结分为三个阶段，升温段、保温段和降温段，升温段的升温速度为75℃/h，升温至温度为1020℃，保温段维持温度为1020℃，保温段停留时间为9小时，降温段降温速度为86℃/h，降温至温度为70℃以下出料得到煅烧料；
(4)将煅烧料再通过气流粉碎至粒径为14微米，经过筛分、除铁和真空包装得到锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料。
所述步骤(1)中醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰的摩尔比为1:8：1，镍钴锰混合溶液的浓度1.8mol/L，喷雾干燥时采用的温度为255℃。
所述步骤(2)中浆化料的聚乙二醇4000的浓度为0.012mol/L，浆化料的固含量为22％，锰溶液的浓度为1.3mol/L，铝盐溶液中铝离子的浓度为0.24mol/L，EDTA的浓度为0.08mol/L，锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液的体积流量比为1:0.19:0.43:0.4。
所述步骤(3)中纳米氧化镁的粒径为0.45μm，一次粒径为18nm,锂盐为氢氧化锂和磷酸锂的混合物，氢氧化锂和磷酸锂的摩尔比为1:0.08。
所述步骤(3)中斜混机内装有不锈钢磨球，不锈钢磨球的表面为聚氨酯，磨球的直径为2.5cm，斜混机内混合时间4小时，斜混机的转速为20r/min。
所述步骤(3)在煅烧过程通入压缩空气，烧结炉内的炉压1.15个大气压。
得到的锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料中镁含量为0.12％，磷含量为0.25％，铝含量为0.51％，锰酸锂与镍钴锰酸锂的摩尔比为0.22:0.78。
本发明的最终得到的正极材料检测数据如下：
Figure GDA0002568862300000061
实施例2
一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其为以下步骤：
(1)配料，将醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰加入纯水中搅拌溶解并混合均匀，然后通过喷雾干燥，得到粒径为10微米的颗粒；
(2)将步骤(1)得到的颗粒加入纯水，然后加入聚乙二醇4000，搅拌分散均匀得到浆化料，然后配制锰溶液，将可溶性锰盐加入纯水溶解搅拌均匀，配制铝盐溶液，将铝盐溶液加入EDTA溶解搅拌均匀得到，配制0.8mol/L的氯酸钠溶液，配制5.5mol/L的氨水，然后将锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液并流加入到浆化料中，维持搅拌速度为420r/min,温度为62℃，pH为6.2，加料时间3.5小时，然后继续陈化反应1.5小时，进行固液分离，经过洗涤后烘干筛分除铁后得到前躯体；
(3)煅烧，将步骤(2)得到的前躯体与纳米氧化镁、锂盐混合，在斜混机内混合均匀，然后放入烧结炉内烧结，烧结分为三个阶段，升温段、保温段和降温段，升温段的升温速度为75℃/h，升温至温度为1020℃，保温段维持温度为1020℃，保温段停留时间为9小时，降温段降温速度为82℃/h，降温至温度为70℃以下出料得到煅烧料；
(4)将煅烧料再通过气流粉碎至粒径为14微米，经过筛分、除铁和真空包装得到锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料。
所述步骤(1)中醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰的摩尔比为0.8:8：1.2，镍钴锰混合溶液的浓度1.75mol/L，喷雾干燥时采用的温度为250℃。
所述步骤(2)中浆化料的聚乙二醇4000的浓度为0.013mol/L，浆化料的固含量为22％，锰溶液的浓度为1.3mol/L，铝盐溶液中铝离子的浓度为0.25mol/L，EDTA的浓度为0.08mol/L，锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液的体积流量比为1:0.2:0.45:0.4。
所述步骤(3)中纳米氧化镁的粒径为0.43μm，一次粒径为17nm,锂盐为氢氧化锂和磷酸锂的混合物，氢氧化锂和磷酸锂的摩尔比为1:0.08。
所述步骤(3)中斜混机内装有不锈钢磨球，不锈钢磨球的表面为聚氨酯，磨球的直径为2.5cm，斜混机内混合时间4小时，斜混机的转速为18r/min。
所述步骤(3)在煅烧过程通入压缩空气，烧结炉内的炉压1.15个大气压。
得到的锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料中镁含量为0.13％，磷含量为0.25％，铝含量为0.55％，锰酸锂与镍钴锰酸锂的摩尔比为0.24:0.76。
本发明的最终得到的正极材料检测数据如下：
Figure GDA0002568862300000071
实施例3
一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其为以下步骤：
(1)配料，将醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰加入纯水中搅拌溶解并混合均匀，然后通过喷雾干燥，得到粒径为14微米的颗粒；
(2)将步骤(1)得到的颗粒加入纯水，然后加入聚乙二醇4000，搅拌分散均匀得到浆化料，然后配制锰溶液，将可溶性锰盐加入纯水溶解搅拌均匀，配制铝盐溶液，将铝盐溶液加入EDTA溶解搅拌均匀得到，配制0.8mol/L的氯酸钠溶液，配制5.2mol/L的氨水，然后将锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液并流加入到浆化料中，维持搅拌速度为420r/min,温度为61℃，pH为6.3，加料时间3.8小时，然后继续陈化反应1.3小时，进行固液分离，经过洗涤后烘干筛分除铁后得到前躯体；
(3)煅烧，将步骤(2)得到的前躯体与纳米氧化镁、锂盐混合，在斜混机内混合均匀，然后放入烧结炉内烧结，烧结分为三个阶段，升温段、保温段和降温段，升温段的升温速度为75℃/h，升温至温度为1000℃，保温段维持温度为1000℃，保温段停留时间为9小时，降温段降温速度为85℃/h，降温至温度为70℃以下出料得到煅烧料；
(4)将煅烧料再通过气流粉碎至粒径为14微米，经过筛分、除铁和真空包装得到锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料。
所述步骤(1)中醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰的摩尔比为0.7:8：1.3，镍钴锰混合溶液的浓度1.8mol/L，喷雾干燥时采用的温度为240℃。
所述步骤(2)中浆化料的聚乙二醇4000的浓度为0.017mol/L，浆化料的固含量为24％，锰溶液的浓度为1.2mol/L，铝盐溶液中铝离子的浓度为0.26mol/L，EDTA的浓度为0.08mol/L，锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液的体积流量比为1:0.2:0.45:0.45。
所述步骤(3)中纳米氧化镁的粒径为0.45μm，一次粒径为18nm,锂盐为氢氧化锂和磷酸锂的混合物，氢氧化锂和磷酸锂的摩尔比为1:0.06。
所述步骤(3)中斜混机内装有不锈钢磨球，不锈钢磨球的表面为聚氨酯，磨球的直径为2.5cm，斜混机内混合时间4小时，斜混机的转速为21r/min。
所述步骤(3)在煅烧过程通入压缩空气，烧结炉内的炉压1.15个大气压。
得到的锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料中镁含量为0.13％，磷含量为0.21％，铝含量为0.55％，锰酸锂与镍钴锰酸锂的摩尔比为0.22:0.78。
本发明的最终得到的正极材料检测数据如下：
Figure GDA0002568862300000081
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，为以下步骤：
(1)配料，将醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰加入纯水中搅拌溶解并混合均匀，然后通过喷雾干燥，得到粒径为8-15微米的颗粒；
(2)将步骤(1)得到的颗粒加入纯水，然后加入聚乙二醇4000，搅拌分散均匀得到浆化料，然后配制锰溶液，将可溶性锰盐加入纯水溶解搅拌均匀，配制铝盐溶液，将铝盐溶液加入EDTA溶解搅拌均匀得到，配制0.5-1mol/L的氯酸钠溶液，配制5-6mol/L的氨水，然后将锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液并流加入到浆化料中，维持搅拌速度为300-450r/min,温度为55-65℃，pH为5.5-6.5，加料时间3-4小时，然后继续陈化反应1-1.5小时，进行固液分离，经过洗涤后烘干筛分除铁后得到前躯体；
(3)煅烧，将步骤(2)得到的前躯体与纳米氧化镁、锂盐混合，在斜混机内混合均匀，锂盐为氢氧化锂和磷酸锂的混合物，氢氧化锂和磷酸锂的摩尔比为1:0.05-0.1，然后放入烧结炉内烧结，烧结分为三个阶段，升温段、保温段和降温段，升温段的升温速度为70-80℃/h，升温至温度为950-1050℃，保温段维持温度为950-1050℃，保温段停留时间为8-10小时，降温段降温速度为80-90℃/h，降温至温度为70℃以下出料得到煅烧料；
(4)将煅烧料再通过气流粉碎至粒径为12-15微米，经过筛分、除铁和真空包装得到锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料。
2.根据权利要求1所述的一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中醋酸钴、醋酸镍、醋酸锰的摩尔比为0.5-1.5:7.5-8.5：0.5-1.5，镍钴锰混合溶液的浓度1.5-2mol/L，喷雾干燥时采用的温度为200-260℃。
3.根据权利要求1所述的一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中浆化料的聚乙二醇4000的浓度为0.01-0.02mol/L，浆化料的固含量为20-25％，锰溶液的浓度为1-1.5mol/L，铝盐溶液中铝离子的浓度为0.2-0.3mol/L，EDTA的浓度为0.05-0.1mol/L，锰溶液、铝盐溶液、氨水、氯酸钠溶液的体积流量比为1:0.15-0.3:0.4-0.5:0.3-0.5。
4.根据权利要求1所述的一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中纳米氧化镁的粒径为0.4-0.5μm，一次粒径为15-20nm。
5.根据权利要求1所述的一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中斜混机内装有不锈钢磨球，不锈钢磨球的表面为聚氨酯，磨球的直径为2-3cm，斜混机内混合时间4小时，斜混机的转速为15-25r/min。
6.根据权利要求1所述的一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)在煅烧过程通入压缩空气，烧结炉内的炉压1.1-1.2个大气压。
7.根据权利要求1所述的一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：得到的锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料中镁含量为0.1-0.15％，磷含量为0.2-0.3％，铝含量为0.4-0.6％，锰酸锂与镍钴锰酸锂的摩尔比为0.2-0.25:0.75-0.8。
CN201810669542.6A 2018-06-26 2018-06-26 一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法 Active CN108933239B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810669542.6A CN108933239B (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810669542.6A CN108933239B (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108933239A CN108933239A (zh) 2018-12-04
CN108933239B true CN108933239B (zh) 2020-11-13

Family

ID=64446848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810669542.6A Active CN108933239B (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108933239B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109921011A (zh) * 2019-03-14 2019-06-21 王柯娜 一种高镍三元正极材料的制备方法
CN110544761B (zh) * 2019-09-09 2021-03-09 广州鹏辉能源科技股份有限公司 电极片的制备和评价方法、柔性多孔正极片的制备方法
CN110697802A (zh) * 2019-11-06 2020-01-17 联动天翼新能源有限公司 一种壳核结构的碳酸盐三元前驱体及制备方法
US11963287B2 (en) 2020-09-24 2024-04-16 6K Inc. Systems, devices, and methods for starting plasma
KR20230095080A (ko) 2020-10-30 2023-06-28 6케이 인크. 구상화 금속 분말을 합성하는 시스템 및 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103490055A (zh) * 2013-09-06 2014-01-01 中国海洋石油总公司 一种镍钴锰酸锂复合正极材料的制备方法
CN104037404A (zh) * 2014-07-01 2014-09-10 天津巴莫科技股份有限公司 一种锂离子电池用镍钴铝锂和锰酸锂复合材料及其制备方法
JP2014179292A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 電極材料とその製造方法及び電極並びにリチウムイオン電池
CN107180950A (zh) * 2017-04-17 2017-09-19 张保平 一种锂离子电池三元正极材料ncm、nca的喷雾干燥法制备方法
CN107946578A (zh) * 2017-11-27 2018-04-20 中南大学 一种钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法
CN107946579A (zh) * 2017-11-27 2018-04-20 中南大学 一种锰酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014179292A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 電極材料とその製造方法及び電極並びにリチウムイオン電池
CN103490055A (zh) * 2013-09-06 2014-01-01 中国海洋石油总公司 一种镍钴锰酸锂复合正极材料的制备方法
CN104037404A (zh) * 2014-07-01 2014-09-10 天津巴莫科技股份有限公司 一种锂离子电池用镍钴铝锂和锰酸锂复合材料及其制备方法
CN107180950A (zh) * 2017-04-17 2017-09-19 张保平 一种锂离子电池三元正极材料ncm、nca的喷雾干燥法制备方法
CN107946578A (zh) * 2017-11-27 2018-04-20 中南大学 一种钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法
CN107946579A (zh) * 2017-11-27 2018-04-20 中南大学 一种锰酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108933239A (zh) 2018-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108933239B (zh) 一种锰酸锂包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法
WO2021159618A1 (zh) 一种高功率型的锂离子电池用正极材料及其制备方法
EP3675253A1 (en) High-voltage lithium nickel manganese cobalt oxide precursor, preparation method therefor, and high-voltage lithium nickel manganese cobalt oxide positive electrode material
CN108373175A (zh) 铝掺杂四氧化三钴及其制备方法和应用
US20110291044A1 (en) Nickel-cobalt-manganese multi-element lithium ion battery cathode material with dopants and its methods of preparation
CN109461891B (zh) 一种高电压钴酸锂正极材料及其制备方法
CN108269972B (zh) 一种新型高电压钴酸锂正极材料及其制备方法
WO2021031201A1 (zh) 一种微通道反应器及制备锂电池正极材料和负极材料的前驱体微纳米粒子的方法
CN110875472A (zh) 一种锂电池微纳米正极材料的制备方法
CN109761210A (zh) 磷酸锰铁锂的制备方法及其包覆三元材料的方法
CN108807949A (zh) 一种高镍锰酸锂正极材料的制备方法
CN107863526A (zh) 一种掺杂钴酸锂的制备方法
CN111533103A (zh) 一种高压实磷酸铁及高压实磷酸铁锂的制备方法
CN108987740B (zh) 镍钴铝酸锂正极材料、其制备方法及应用其的电池
CN107863525A (zh) 一种梯度掺杂钴酸锂的制备方法
KR20240055829A (ko) 신규 녹색 리튬인산철 전구체, 이의 제조 방법, 및 이의 용도
CN114843502A (zh) 一种高倍率单晶高镍正极材料及其制备方法和应用
CN105152230B (zh) 制备大动力型氧化亚钴的工艺及设备
CN110282665A (zh) 一种具有介观结构的锂电池正极材料前驱体及其制备方法
CN110350162B (zh) 一种倍率型镍钴铝正极材料及其制备方法和应用
CN112952056A (zh) 一种富锂锰基复合正极材料及其制备方法和应用
WO2024055510A1 (zh) 一种镍铁合金制备磷酸铁锂的方法及应用
CN109678217B (zh) 高振实密度的Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2材料的制备方法及应用
CN111689483A (zh) 一种低成本电池级正磷酸铁的制备方法
CN115911381A (zh) 一种电极材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant